Режимы мышечного сокращения

В естественных условиях в организме одиночного мышечного сокращения не наблюдается, так как по двигательным нервам, иннер­вирующим мышцу, идут серии потенциалов действия. В зависимости от частоты приходящих к мышце нервных импульсов мышца может сокращаться в одном из трех режимов (рис. 7.4, А).

· Одиночные мышечные сокращения возникают при низкой частоте электрических импульсов. Если очередной импульс приходит в мышцу после завершения фазы расслабления, возникает серия по­следовательных одиночных сокращений.

· При более высокой частоте импульсов очередной импульс может совпасть с фазой расслабления предыдущего цикла сокращения. Амплитуда сокращений будет суммироваться, возникнет зубчатый тетанус – длительное сокращение, прерываемое периодами не­полного расслабления мышцы.

· При дальнейшем увеличении частоты импульсов каждый следую­щий импульс будет действовать на мышцу во время фазы укороче­ния, в результате чего возникнет гладкий тетанус – длительное сокращение, не прерываемое периодами расслабления.

Рис. 7.4. Характеристика одиночного мышечного сокращения. Происхождение зубчатого и гладкого тетануса:

А – режимы мышечного сокращения, возникающие при разной частоте стимуляции мышцы (4): 1 – гладкий тетанус, 2 – зубчатый тетанус, 3 – одиночные сокращения. Б – потенциал действия в мышце и периоды мышечного сокращения: 5 – латентный, 6 – укорочение, 7 – расслабление; В – изменение возбудимости во время мышечного сокращения: 8 – период рефрактерности, 9 – период

супернормальности

Оптимум и пессимум частоты

Амплитуда тетанического сокращения зависит от частоты им­пульсов, раздражающих мышцу. Оптимумом частоты называют та­кую частоту раздражающих импульсов, при которой каждый после­дующий импульс совпадает с фазой повышенной возбудимости (рис. 7.4, Б, 8) и соответственно вызывает тетанус наибольшей амплитуды. Пессимумом частоты называют более высокую частоту раздражения, при которой каждый последующий импульс тока попадает в фазу рефрактерности (рис. 7.4, Б, 9), в результате чего амплитуда тетануса значительно уменьшается.

Работа скелетной мышцы

Сила сокращения скелетной мышцы определяется 2 факторами:

· числом ДЕ, участвующих в сокращении;

· частотой сокращения мышечных волокон.

Работа скелетной мышцы совершается за счет согласованного изменения тонуса (напряжения) и длины мышцы во время сокраще­ния.

Виды работы скелетной мышцы:

· динамическая преодолевающая работа совершается, когда мышца, сокращаясь, перемещает тело или его части в пространстве;

· статическая (удерживающая) работа выполняется, если благо­даря сокращению мышцы части тела сохраняются в определенном положении;

· динамическая уступающая работа совершается, если мышца функ­ционирует, но при этом растягивается, так как совершаемого ею усилия недостаточно, чтобы переместить или удержать части тела.

Во время выполнения работы мышца может сокращаться:

· изотонически – мышца укорачивается при постоянном напряжении (внешней нагрузке); изотоническое сокращение воспроизводится только в эксперименте;

· изометричеки – напряжение мышцы возрастает, а ее длина не изме­няется; мышца сокращается изометрически при совершении статической работы;

· ауксотонически – напряжение мышцы изменяется по мере ее укоро­чения; ауксотоническое сокращение выполняется при дина­мической преодолевающей работе.

Правило средних нагрузок – мышца может совершить максималь­ную работу при средних нагрузках.

Утомление – физиологическое состояние мышцы, которое разви­вается после совершения длительной работы и проявляется сниже­нием амплитуды сокращений, удлинением латентного периода сокра­щения и фазы расслабления. Причинами утомления являются: исто­щение запаса АТФ, накопление в мышце продуктов метаболизма. Утомляемость мышцы при ритмической работе меньше, чем утомляе­мость синапсов. Поэтому при совершении организмом мышечной ра­боты утомление первоначально развивается на уровне синапсов ЦНС и нейро-мышечных синапсов.